根表铁膜对水稻镉吸收的影响

为了探明根表铁膜对水稻镉吸收的影响,首先从8个水稻品种中筛选出镉低累积品种(丙0203)和高累积品种(绍糯16-72),之后采用水培试验研究了根系活力(根系分泌物)变化与根表铁膜形成的关系,以及外源铁、镉对根表铁膜形成和水稻各部位镉吸收的影响。结果表明,0.05 mg·L^-1 Cd处理24 h,绍糯16-72总的Cd吸收量是丙0203的1.73倍,并且绍糯16-72根、茎、叶各部位的镉累积量均显著(P<0.05)高于丙0203。在此基础上,外源添加铁后,绍糯16-72的镉累积量显著(P<0.05)降低,仅为丙0203的59%,且根、茎、叶中镉含量均显著(P<0.05)低于丙0203。温度试验(培养液温度分别为100℃、4℃和25℃)结果表明,水稻根表铁膜的形成与水稻根系活性密切相关,25℃下绍糯16-72的根系分泌物含量和铁膜含量均显著(P<0.05)高于丙0203。外源添加铁和镉后,绍糯16-72的根系活性、根表铁膜含量和铁膜中镉的吸附量增加,且上述指标的增幅均大于丙0203。以上结果表明,根表铁膜的形成可抑制镉向水稻体内迁移。研究结果为...     

根表铁、锰氧化物胶膜对水稻铁、锰和磷、锌营养的影响

采用400目尼龙绢网制作的网袋进行土－砂联合培养的盆栽试验，研究了不同铁、锰肥用量条件下2个水稻品种（杂交稻汕优149和常规稻93－14）根表铁、锰氧化物胶膜数量及其对水稻铁、锰和磷、锌营养的影响。结果表明，锰胶膜中铁胶膜居主要地位，而锰胶膜较少（占胶膜总量的2．32％－7．54％），施用铁、锰肥明显增加铁、锰胶膜数量。胶膜上富集的磷量与铁胶膜数量呈正相关，而与锰胶膜无明显关系；胶膜上锌的富集量与铁、锰胶膜数量均无明显关系。铁、锰胶膜可以减少Fe^2 ,Mn^2 特别是Fe^2 的过量吸收，使水稻免受伤害；杂交稻汕优149根系氧化力较强，根表迎胶膜相对较厚，地上部锰吸收量低于常规稻93－14。试验还发现本试验条件下，根表铁、锰胶膜对水稻磷吸收起抑制作用，而对锌的吸收没有明显的作用。     

柠檬酸对纳米氧化铁诱导水稻根表铁膜形成及对水稻铁吸收转运的影响

本研究利用水培模拟实验探讨了柠檬酸对纳米氧化铁(NPs,γFe_2O_3)诱导水稻根表铁膜的影响,同时研究了其对铁(Fe)在植株体内吸收转运的影响。结果表明,低浓度柠檬酸包被和未包被处理NPs能够显著增加水稻根生物量,但对水稻地上部生物量影响不显著。NPs能够诱导根表铁膜形成,然而铁膜量随着柠檬酸浓度增加而下降,可能是由于柠檬酸降低NPs的Fe2+释放量造成的;但是2.10 mg·L~(-1)柠檬酸包被NPs能显著提高根表铁膜量。根表铁膜主要以无定型为主(除柠檬酸包被处理外),晶格态仅占铁膜总量的24.88%~48.12%;其中,由于根表铁膜的晶格构造与NPs类似,可能晶格态铁膜主要来源于NPs的直接吸附沉淀。柠檬酸的加入显著降低Fe在根表和根中累积,但是增加了Fe在地上部的累积;然而,柠檬酸包被NPs处理能够增加Fe在根表和植株地上部的累积,但降低Fe在根系中的累积。2.10 mg·L~(-1)柠檬酸(包被和未包被NPs处理)能够减弱Fe从根表向根内的转移,但是增强了Fe从根向地上部的转移。不同NPs处理条件下,Fe在水稻植株不同部位均存在富集现象,根表和地上部的富集系数显著高于根内。     

铁膜和磷作用对水稻根尖细胞壁耐铝性的影响

试验以铝耐性有显著差异的2个水稻基因型(菲优多系1号与红良优166)为材料,采用水培法,研究铝毒胁迫下铁膜(IP)和3个水平的磷(0、15、30 mg·L~(-1))对水稻生长、根尖细胞壁多糖含量的影响。结果显示,与对照相比,50μmol·L~(-1)铝(Al)处理显著降低水稻根系和地上部干质量,增加根尖Al含量和细胞壁果胶、半纤维素1以及半纤维素2含量,且红良优166的变化幅度大于菲优多系1号。IP+Al处理下菲优多系1号与红良优166的根系干质量分别比Al处理增加27.7%和12.3%,根尖Al的含量分别降低15.6%和33.3%,果胶含量减少了22.6%和29.9%,半纤维素1和半纤维素2的含量也显著降低,而根表Fe含量增加434.5%和265.5%。表明根表铁膜形成降低了根尖细胞壁的果胶、半纤维素1和半纤维素2的含量,减轻铝毒对水稻生长的抑制。与IP+Al处理相比,加磷处理进一步降低根尖细胞壁的果胶、半纤维素1和半纤维素2的含量,当浓度达30 mg·L~(-1)时根伸长受抑程度明显减轻,菲优多系1号的根尖Al含量显著降低。说明磷作用于覆铁膜水稻时,磷诱导水稻根系果胶和半纤维素1、半纤维素2含量降低,进而减少了Al在根尖的积累,缓解铝毒带来的损伤。研究表明外源磷能够强化覆铁膜水稻对铝毒的缓解效应,为提高细胞壁的耐铝作用提供了依据。     

土壤施硒对水稻根表铁膜形成和汞吸收的影响

采用土—砂根际袋联合培养,研究控制条件下土壤施硒对水稻根表铁膜形成,水稻生长以及对硒、汞吸收的 影响.结果表明:土壤中施加低质量分数硒(1.0mg/kg)能促进根表铁膜形成,施加高质量分数硒(8.0mg/kg)反 而抑制了根表铁膜的形成.无论施汞与否,硒对水稻生长都没有显著影响,说明施硒对水稻的生长没有产生毒害作 用.硒能抑制水稻根表铁膜对汞的吸附,能显著降低水稻对汞的吸收和累积,随着硒处理浓度的增加,水稻根部、 茎、叶、稻壳和稻米中汞的含量均显著下降.     

根表铁、锰氧化物胶膜在磷不同浓度下对水稻磷吸收的影响

在采用土－砂联合培养和不同水分管理措施形成不同厚度根表铁、锰氧化物胶膜试验的植株上,将植株转移到磷不同浓度的营养液中,研究根表铁、锰氧化物胶膜对水稻磷吸收的影响。结果表明,水稻根表铁、锰氧化物胶膜,特别是铁胶膜受土壤水分状况影响,在长期淹水条件下,根表铁、锰氧化物胶膜较厚,而湿润和干－湿交替处理下形成的胶膜较薄;水稻根表铁、锰胶膜以铁胶膜为主,占胶膜总量的97.63%～99.23%;水稻根表铁、锰胶膜越厚,对介质中磷的吸附量越高,且磷吸附量随介质中磷浓度的增加而增加;根表铁、锰氧化物胶膜对水稻磷吸收的影响取决于胶膜数量(厚度),当胶膜中等(铁胶膜量为5141mgkg     

不同生育期水稻根表铁膜的形成及其对水稻吸收和转运Cd的影响

采用盆栽试验,研究不同生育期水稻根表铁膜的形成及其对水稻吸收和转运Cd的影响.结果表明,水稻根表铁膜的形成受到不同品种和不同生育期影响.随着生育期的延长,两种水稻(YD6和NK57)根表铁膜形成量均呈下降趋势.与分蘖期相比,YD6和NK57根表铁膜量孕穗期分别减少82.9％和44.4％,成熟期分别减少85.2％和82.52％.两种水稻根系和茎叶Cd含量随着水稻生育期的延长而增加.YD6籽粒Cd含量显著高于NK57.Cd在水稻植株的富集系数和分配比率随着不同品种和生育期产生较大变化.YD6品种从根表铁膜和根系向籽粒转运Cd的能力显著大于NK57.水稻成熟期,根表铁膜量与茎叶和籽粒Cd含量呈极显著的负相关(P＜0.01),说明根表铁膜形成可抑制Cd向水稻地上部转运.研究结果暗示可通过不同生育期的管理调节水稻根表铁膜的形成,减少Cd向稻谷中转运,从而降低Cd对人体健康的危害.     

硫酸亚铁诱导根表铁膜形成对水稻吸收和转运铜锌的影响

通过水培条件下添加硫酸亚铁诱导水稻根表铁膜的形成,利用连二亚硫酸钠-柠檬酸钠-碳酸氢钠(DCB)溶液对根表铁膜进行提取后测定,采用扫描电镜-能谱仪(SEM-EDS)和X射线衍射仪(XRD)等手段对硫酸亚铁诱导产生的根表铁膜进行表征,并分析根表铁膜对水稻吸收铜锌的影响。结果表明,添加硫酸亚铁可以诱导根表铁膜在水稻根系表面产生,未处理的水稻根表Fe含量为731 mg·kg~(-1),80 mg·kg~(-1) Fe~(2+)处理下水稻根表Fe含量为53 562 mg·kg~(-1);SEM-EDS和XRD分析发现大量颗粒状含铁化合物附着于水稻根表。与未经硫酸亚铁处理相比,有根表铁膜水稻的铁膜中,其Cu含量最高增加73.16%,Zn含量最高增加112.10%;水稻根系Cu含量最高降低31.15%,Zn含量最高降低13.02%;水稻茎叶Cu含量最高降低19.50%,Zn含量最高降低25.56%。土壤添加硫酸亚铁可以显著降低水稻对Cu和Zn的吸收与积累。     

缺磷对水稻根表铁膜形成的影响

以红良优166和Ⅱ优3027为试验材料,采用水培方法,研究了缺磷诱导根表铁膜的形成过程。结果表明:在缺磷处理下,两个基因型水稻的总根长增加,根表面积增大,根系增粗,根系活力升高;在缺磷处理下,两个基因型水稻的根表铁膜Fe含量随着处理时间的增加而增大,均在第7 d时达到最大,且Ⅱ优3027的根系铁膜Fe含量及其增加速度均高于红良优166的。表明Ⅱ优3027具有较高的根系氧化力,使其根表有更好的铁膜形成能力。     

缺磷对水稻根表铁膜形成的影响

以红良优166和Ⅱ优3027为试验材料,采用水培方法,研究了缺磷诱导根表铁膜的形成过程。结果表明:在缺磷处理下,两个基因型水稻的总根长增加,根表面积增大,根系增粗,根系活力升高;在缺磷处理下,两个基因型水稻的根表铁膜Fe含量随着处理时间的增加而增大,均在第7 d时达到最大,且Ⅱ优3027的根系铁膜Fe含量及其增加速度均高于红良优166的。表明Ⅱ优3027具有较高的根系氧化力,使其根表有更好的铁膜形成能力。     

锰离子浓度及其转运通道对水稻幼苗镉吸收转运特性的影响

为探明锰(Mn)及其转运通道对水稻镉(Cd)吸收转运特性的影响,以水稻幼苗为材料进行水培试验,对幼苗根系和地上部Cd、Mn的积累特征及其与P-型ATP酶和非选择性阳离子通道(NSCCs)活性的关系进行研究。结果表明,0.8~1.6 mmol·L~(-1)Mn能显著降低水稻根系和地上部的Cd含量,并能提升水稻细胞壁中Cd的分配比率和降低胞液中Cd的分配比率。在含4.5μmol·L~(-1)Cd和1.6 mmol·L~(-1)Mn的营养液中,NSCCs对水稻根系和地上部Cd含量的贡献率分别为34.9%和17.0%,P-型ATP酶的贡献率分别为24.7%和7.6%;NSCCs对水稻根系和地上部Mn的贡献率分别为24.0%和10.3%,明显低于其对Cd的贡献率,而P-型ATP酶对根系和地上部Mn的贡献率分别为69.5%和20.3%,显著高于其对Cd的贡献率。综上认为,Cd主要通过离子通道进入水稻根系细胞,Mn主要通过载体蛋白进入水稻根系细胞。Mn可能通过竞争离子通道和载体蛋白来抑制水稻幼苗对Cd的吸收和转运。     

铁、锰对广西宿根甘蔗幼苗黄化的影响

[目的]明确铁、锰对宿根甘蔗幼苗黄化的影响,为有效解决广西宿根甘蔗幼苗黄化病问题提供科学依据.[方法]以新台糖22号为试验材料,采集其宿根甘蔗幼苗黄化叶片和正常叶片,通过成对数据t检验和相关分析法对比分析21组样品的叶绿素、全铁、活性铁、全锰、活性锰、铁和锰亚细胞组分含量及活性铁/锰比值的差异.[结果]宿根甘蔗幼苗黄化叶片的叶绿素含量(0.42 mg/g)极显著低于正常叶片(2.20 mg/g)(P<0.01,下同),活性铁含量(5.94 mg/kg)极显著低于正常叶片(13.42 mg/kg),但黄化叶片全铁含量(323.36 mg/kg)、全锰含量(572.59 mg/kg)和活性锰含量(92.47 mg/kg)均极显著高于正常叶片.相关分析结果表明,甘蔗幼苗叶片的叶绿素含量与活性铁含量呈极显著正相关性,与活性锰含量呈极显著负相关性;活性锰含量与活性铁含量呈极显著负相关性,黄化叶片的活性铁/锰比值(7.89)极显著低于正常叶片(61.68).黄化叶片亚细胞器中铁含量排序依次为:细胞壁>细胞核>线粒体>叶绿体>可溶性部分,而正常叶片的叶绿体中铁含量仅次于细胞壁.宿根甘蔗黄化叶片的亚细胞组分铁含量(63.30 mg/kg)虽略高于正常叶片(62.97 mg/kg),但叶绿体中铁含量(3.24 mg/kg)显著低于正常叶片(7.82 mg/kg)(P<0.05).宿根甘蔗黄化叶片亚细胞组分锰总量(93.04 mg/kg)是正常叶片的3.95倍,但黄化叶片89.01%的锰主要分布在细胞壁和可溶性组分,只有10.99%的锰存在于生理活性区.[结论]叶片活性铁/锰比值低,高锰抑制铁的活性,铁向叶绿体运输受阻是宿根甘蔗幼苗生理性缺铁黄化的主要原因之一,过量的锰贮存在细胞壁和可溶性部分可能有利于宿根甘蔗幼苗对锰毒的忍耐.     

锌对粳稻幼苗镉吸收转运特性的影响

采用水培实验,研究了镉胁迫下粳稻幼苗的生长发育特征及镉和锌的吸收转运特性。结果表明,施加1.2 mmol·L~(-1)及1.4mmol·L~(-1)锌能显著增加根尖数目和根系及地上部的生物量,并使根系中的镉积累量分别下降86.4%和97.5%,地上部镉积累量分别下降62.6%和73.3%。根系和地上部的镉主要分布在细胞壁(F1)和胞液(F3)中,细胞器(F2)中的镉含量很少,只占根系镉总量的5.4%和地上部镉总量的9.4%。锌降低了各亚细胞组分中镉的含量,提高了镉在F3中的分配比例。当锌使根系F3中的镉浓度降低到12.8 mg·kg~(-1)FW以下时,镉从根系F3中向地上部转运的比率显著增加,但转运量只有2.7μmol·L~(-1)Cd~(2+)(无锌添加)处理组的26.9%~46.1%。     

铁毒胁迫对水稻幼苗中POD和CAT同工酶的影响

采用水培法研究铁毒胁迫对水稻过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)同工酶酶谱的影响.结果表明,与正常营养液处理相比,处理7 d,随Fe2+浓度升高POD酶条带数有所增加,在50 mg/L时开始出现新的酶条带,而且峰值也随着增大;处理28 d,POD活性表现出先升高后降低的特点.CAT同工酶在铁毒处理的14 d时,酶峰值随浓度的升高而增加,Fe2+浓度到50 mg/L时达到最大值后逐渐降低.因此,短时间的铁毒胁迫,水稻叶片通过增加POD和CAT同工酶条带数和酶峰值来防御铁毒害,但其防御功能是有限的,长时间铁毒胁迫会抑制POD和CAT同工酶产生.     

短期Cd胁迫对水稻幼苗Cd吸收及理化性质的影响

为探讨短期Cd胁迫对水稻各部位营养元素(Zn、Mg、Cu)、叶绿素以及抗氧化酶活性的影响,从而为控制稻米Cd含量提供理论依据,本研究采用水培试验,探讨了在不同Cd浓度(0、1.25、2.5、5μmol/L)和不同处理时间(0、6、12、24、36、48、72 h)下水稻各部位Cd含量及其吸收速率,以及短期(72 h)Cd胁迫对水稻各部位营养元素、叶绿素以及抗氧化酶活性的影响。结果表明:幼苗期水稻根系Cd含量远远大于茎和叶,各部位对Cd的吸收速率均随着处理时间的增加而下降。Cd由根部向地上部分的转运呈现"低促高抑"的现象,处理72 h后低浓度(1.25μmol/L)胁迫下Cd的转移系数是高浓度(5μmol/L)的2.05倍。在5μmol/L Cd胁迫72 h后水稻叶中叶绿素a和叶绿素b的含量分别下降23.5%、33.3%,CAT和ApX活性分别上升19.11%、28.07%。说明Cd胁迫会抑制水稻对营养元素Zn、Mg、Cu的吸收,抑制叶绿素的合成,引起CAT和ApX活性升高。     

硅锌互作对水稻幼苗镉吸收转运特性的影响

以湘早籼24幼苗为实验材料,通过添加不同浓度巯基硅和硫酸锌的水培试验,对水稻幼苗中总Cd含量、各亚细胞组分Cd含量、必需元素及可溶性蛋白的变化进行了研究,旨在探讨根际环境中添加Si和Zn离子抑制水稻Cd吸收转运的互作机理。结果表明:在含Cd 2.7μmol·L~(-1)的营养液中添加0.05 mmol·L~(-1)和0.1 mmol·L~(-1)的巯基硅能使水稻根系的Cd含量分别下降5.4%和34.7%,使地上部的Cd含量分别下降3.5%和51.8%。Si和Zn共存时对Cd的抑制作用更加明显,同时添加0.2 mmol·L~(-1)Zn和0.05mmol·L~(-1)或0.1 mmol·L~(-1)的巯基硅,使水稻幼苗根系中的Cd含量分别下降27.4%和68.9%,使地上部的Cd含量分别下降78.0%和88.0%。Si-Zn互作使得根系细胞壁组分中的Cd分配比例和地上部胞液组分中的Cd分配比例显著下降;同时还促进了根系对K、Ca、Fe、Zn等元素的吸收以及向地上部的转运。在Cd胁迫环境中,添加Si和Zn能显著提高根系中可溶性蛋白的含量,但对地上部的可溶性蛋白含量无显著影响。这些结果说明,增加根际环境中的Si和Zn浓度能促进根系对Cd的固定和根细胞中可溶性蛋白的合成,通过促进必需元素的吸收转运,显著抑制根系原生质体对Cd的吸收和向地上部的转运。     

高锰诱导甘蔗幼苗缺铁的成因分析

为揭示高锰诱导甘蔗幼苗缺铁失绿机制,对锰胁迫下植株中铁含量、分布、活性及其与尼克酰胺、多酚、抗坏血酸含量的关系进行了探讨。结果表明,在锰胁迫下幼叶中铁的含量显著减少,而茎中铁含量却显著增加。根和茎中铁的总积累量也随着锰处理浓度的增加而显著增加。相反,茎提取液对高铁的还原力和根、茎、叶中尼克酰胺的含量却随着锰处理浓度(250~750μmol/L MnCl2)的增加而显著降低。在缺铁高锰培养液中添加尼克酰胺后,幼叶中铁和叶绿素含量均显著增加。另一方面,高锰胁迫下幼叶中活性铁和抗坏血酸含量也显著降低。这些结果表明,高锰影响甘蔗幼苗中铁的含量、分布和活性,而尼克酰胺、多酚、抗坏血酸、茎中铁的还原力降低可能是影响幼叶中铁的含量和活性的重要因素。     

封三

为揭示高锰诱导甘蔗幼苗缺铁失绿机制,对锰胁迫下植株中铁含量、分布、活性及其与尼克酰胺、多酚、抗坏血酸含量的关系进行了探讨.结果表明,在锰胁迫下幼叶中铁的含量显著减少,而茎中铁含量却显著增加.根和茎中铁的总积累量也随着锰处理浓度的增加而显著增加.相反,茎提取液对高铁的还原力和根、茎、叶中尼克酰胺的含量却随着锰处理浓度(250～750 μmol/L MnCl2)的增加而显著降低.在缺铁高锰培养液中添加尼克酰胺后,幼叶中铁和叶绿素含量均显著增加.另一方面,高锰胁迫下幼叶中活性铁和抗坏血酸含量也显著降低.这些结果表明,高锰影响甘蔗幼苗中铁的含量、分布和活性,而尼克酰胺、多酚、抗坏血酸、茎中铁的还原力降低可能是影响幼叶中铁的含量和活性的重要因素.